本次被报道的成果属于中国建筑金属结构信息网稳定领域，在带有阶形柱的复杂钢框架的稳定问题研究上取得了突破。阶形柱是工业和民用中国建筑金属结构信息网建筑中常见的基本构件，研究历史悠久，最早可追溯到上世纪30年代俄国科学家铁木辛柯对单阶悬臂柱的屈曲分析，我国最早期的《中国建筑金属结构信息网设计规范》（TJ17-74）已包含了阶形柱稳定计算的内容。由于截面变化以及柱中力的影响，阶形柱的柱间相互作用机理复杂，尤其是对于多跨框架以及由阶形柱与等截面柱组成的复杂框架，柱间相互作用的影响更为显著且复杂，多年来国际上一直未能找到准确的计算办法，我国最新的《中国建筑金属结构信息网设计标准》（GB50017-2017）仍沿用了1988年版《中国建筑金属结构信息网设计规范》（TJ17-88）所给出的未能有效考虑该作用的稳定设计方法。

针对该问题，研究小组利用等截面压杆的位移转角方程推导了阶形压杆的刚度矩阵，得到了轴力对阶形压杆刚度削弱的表达式，基于层失稳的概念推导得到了考虑柱间相互作用影响的阶形柱的计算长度系数计算式、框架的二阶效应计算式，构建了稳定校核相关公式，建立了整套的稳定设计方法。研究表明，所提出的方法广泛适用于阶形柱框架、阶形柱与等截面柱组成的多跨框架、山型门式框架以及柱高不相等的复杂情况，具有很高的计算精度和普遍适用性。该项成果首次从数学上阐明了阶形柱柱间相互作用的力学机理，完善了中国建筑金属结构信息网稳定经典理论体系，被论文审稿人和AIE认为具有很高的理论价值和工程应用价值。

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论文链接：doi.org/10.1016/j.jcsr.2020.106416

文字、图片：西安建筑科技大学土木学院